Ракетный бум ХХ века

Анатолий Сасов, 2020

ХХ век – век кровопролитных войн и гонки вооружений. Эта книга рассказывает об истории ракетостроения, в том числе и о рождении знаменитых немецких ракет Фау. Автор уделяет значительное внимание соревнованию советских, немецких и американских ракетостроителей. Наряду с интересными историческими фактами в книге представлены тактико-технические характеристики известных ракет и показана связь главных ракетных проектов с оружейными магнатами и крупными промышленными компаниями.

Глава 6. Экспериментальная станция «Куммерсдорф-Запад»

Период увлечения пороховыми ракетами в качестве двигателей транспортных средств канул в Лету. Теоретические разработки, подтвержденные экспериментами, выполненными Германом Обертом в области проектирования пилотируемых космических ракет и жидкостных ракетных двигателей, создали предпосылки к реальным полетам за пределы Земли.

Обзаведясь в 1930 году собственным полигоном «Ракетенфлюгплатц», немецкие энтузиасты-ракетчики сосредоточили свое внимание и материальные ресурсы на разработке ракетных двигателей с большой мощностью. Чтобы не употреблять слово «ракета», под которым тогда повсеместно понималась пороховая ракета, следующую жидкостную ракету назвали «Репульсор». Название позаимствовали у немецкого писателя-фантаста Курда Лассвица, который в своём романе «На двух планетах» описал марсианский аппарат «Репульсит», который создавал вокруг марсианского корабля защитное поле, отталкивающее пули и снаряды.

В начале мая 1931 года так называемый «двухстержневой репульсор» был готов. Запущенный 14 мая, он достиг высоты 60 м. Таким образом, два месяца спустя после полета ракеты И. Винклера в Европе состоялся второй успешный полет ракеты на жидком топливе.

По поводу оценки личного вклада каждого конструктора во вновь создаваемое изделие активный участник тех событий Вилли Лей в своей монографии напишет: «Я не могу сказать, кто изобрел это «яйцо», да и вообще почти невозможно было точно установить, кто и что изобрел в нашем «Ракетенфлюгплатц». Известно только, что «Кегельдюзе» была изобретением Оберта, а первую ракету «Мирак» создал Небель. Но после этого почти любые новые устройства или разработки были итогом неофициальных обсуждений и совещаний. Мы никогда не придавали никакого значения тому, кто и что придумал, зная, как много нужно сделать, прежде чем наши эксперименты дадут ощутимые результаты. Наши успехи были коллективными» [35].

Естественно, возникает вопрос, связанный с интенсивным темпом работ и напряженным трудом в области техники, в которой до них никто в истории человечества ничего подобного не делал: что они в результате своего труда собирались иметь? А стимулом были не горы золота и сытая жизнь, а в перспективе, с риском для жизни, полеты в космические просторы.

В своей монографии Вилли Лей дает развернутую картину запусков, разрабатываемых и изготавливаемых ими с немыслимой скоростью различных модификаций жидкостных ракет. Он пишет: «10 мая 1931 года, во время испытаний, проводившихся Клаусом Риделем на «Ракетенфлюгплатц» с двигателем для замера тяги, произошел интересный полет, вместе с ракетой все стартовое устройство медленно поднялось на 18 м, а затем упало, повредив топливный трубопровод.

К 14 мая ракета была починена, несколько облегчена и готова для первого экспериментального пуска. В назначенный час «летающий испытательный стенд» взлетел с диким ревом. Он ударился о крышу соседнего здания, около 2 секунд летел косо вверх под углом в 70°, после чего начал делать мертвую петлю, поднялся еще немного, пролил всю воду из охлаждающей рубашки и, спикировав, упал на землю с работающим двигателем. Это было началом и концом «Репульсора № 1».

Работа над «Репульсором № 2» началась в ту же ночь. Они применили те же самые баки, но несколько модернизировали двигатель. Эта модель была готова к запуску 23 мая 1931 года. Следующая модель репульсора была построена всего за несколько дней и отличалась от предыдущих лучшими характеристиками. Третья модель была испытана в начале июня 1931 года. Поднимаясь почти вертикально, она быстро достигла высоты 450 метров. В течение следующего месяца были запущены еще три ракеты той же модели. Все они очень хорошо взлетали.

Следующим этапом был «Репульсор № 4», который оказался еще более удачной моделью. Эту модель они назвали «одноручечным репульсором». Первый «одноручечный репульсор», испытанный в августе 1931 года, достиг высоты около 2 км и благополучно опустился на землю с помощью парашюта [35].

Романтики-энтузиасты Общества космических путешествий и они же владельцы «Ракетенфлюгплатц» от военных ждали только финансовую подпитку, а тратить время на составление, с их точки зрения, рутинных отчетов, проводить скрупулезные измерения режимов работы ракетных двигателей, было просто неразумно. Общая концепция конструкции ракеты для межпланетных перелетов была довольно основательно проработана Германом Обертом, и они не видели в создании пилотируемой ракеты принципиальных проблем.

Военные, располагавшие большими материальными ресурсами, но не имевшие квалифицированных специалистов-ракетчиков, эпизодически подкармливая этих романтиков, думали иначе. Инженер и кадровый военный капитан Вальтер Дорнбергер был просто в отчаянии. Этот даже не крик, а вопль изболевшейся души военного человека, привыкшего к дисциплине и порядку, непроизвольно передан в его мемуарах:

«До 1932 года в Германии в этой области знаний не проводилось никаких основательных научных исследований или экспериментальных работ. Например, до середины 1932 года было просто невозможно получить от «Ракетенфлюгплац» ровно никаких отчетов о ходе испытаний и составе горючего при экспериментах.

Мы устали от беспочвенных проектов космических путешествий. Ценность вычисленной до шестого знака после запятой траектории полета до Венеры интересовала нас не больше, чем проблема перегрева и регенерации воздуха в герметичной кабине марсианского корабля.

Сначала было непросто отвлечь моих юных сотрудников от их мечтаний о космосе и заставить заниматься внешне неэффектными и при этом тяжелыми исследовательскими и экспериментальными работами» [50].

Наблюдая за испытаниями ракетных двигателей и за пусками ракет на полигоне «Ракетенфлюгплатц», В. Дорнбергер пришел к выводу, что хаотичная и бессистемная работа самодеятельных творцов ракетной техники в обозримом будущем положительных результатов не принесет. Профессор К. Беккер, обобщив практический опыт работы энтузиастов-ракетчиков «Ракетенфлюгплатц», оценив материальные затраты на выполненные ими эксперименты, учитывая достигнутый уровень проработки конструкций ракет в Европе, составляет рабочую программу по созданию боевых ракет дальнего действия. Здесь уместно напомнить о политическом устройстве государства, в котором так бурно развили свою деятельность любители космических путешествий.

В результате ноябрьской революции 1918 года Германский император Вильгельм II отрекся от трона, а на обломках Германской империи возникло новое государство — Веймарская республика. Она просуществовала 15 лет, до прихода А. Гитлера к власти в 1933 году, который объявил Германию тысячелетним рейхом, который, правда, развалился всего через 12 лет, в мае 1945 года.

Общеизвестно, что независимо от географического положения государства и его внутреннего политического устройства все революции приводят к разрушению его экономики и социальным потрясениям. И в такой сложный для страны период полковник К. Беккер сумел убедить руководство рейхсвера выделить огромные по тому времени суммы денег для развертывания работ по созданию ракет дальнего действия.

Для проведения экспериментов К. Беккер в возглавляемом им отделе баллистики формирует группу из нескольких сотрудников. Руководство группой возлагает на капитана В. Дорнбергера. В это время капитан занимался разработкой и испытаниями пороховых ракет для пехотных минометов. Работа велась на Куммерсдорфском полигоне, который находился в 27 километрах от Берлина, близ поселка Куммерсдорф-Гут. Пороховые ракеты испытывались на специально сооруженном стенде. Следует отметить, что группа специалистов, занимающихся пороховыми ракетами состояла исключительно из военнослужащих рейхсвера.

Задачей вновь организованной группы являлись комплексные исследования ракетных двигателей на жидком топливе. Поэтому рядом с действующим стендом были построены новые здания. В них были размещены кабинеты, чертежная, отдел измерений, фотолаборатория и небольшая мастерская. Затем был сооружен первый в Германии испытательный стенд для работы с ракетами на жидком топливе, который был полностью оборудован всей известной в то время измерительной техникой.

Вот как описывает устройство этого стенда В. Дорнбергер: «Три бетонных стены 5,5 метра длиной и 3,6 метра вышиной располагались в форме буквы «U», а четвертую стену заменяли раздвижные металлические двери. Так в Рейхсвере Веймарской республики в составе воинского подразделения появилась инженерная группа гражданских сотрудников. Объединенное воинское подразделение групп разработки и испытаний пороховых и жидкостных ракет получило название — Экспериментальная станция «Куммерсдорф-Запад».

Первыми гражданскими работниками этого подразделения с 1 октября 1932 года стали девятнадцатилетний студент Вернер фон Браун и механик Генрих Грюнов. Ровно через месяц в Экспериментальную станцию переходит Вальтер Ридель, который работал в компании Heylandt Company в Бритце, выпускающей криогенное оборудование и сжиженные газы. По заданию отдела баллистики управления вооружений сухопутных сил с декабря 1929 года Вальтер занимался разработкой ракетных двигателей на жидкостном топливе. Там же работал и член Общества космических путешествий Макс Валье, конструктор ракетных автомобилей, ракетных саней, ракетных железнодорожных дрезин и ракетоплана с пороховыми ракетными двигателями, совершившего полет в июне 1928 года.

К концу 1932 года на Экспериментальной станции «Куммерсдорф-Запад» трудились многие организаторы Общества космических путешествий — Иоганнес Винклер, Рудольф Небель, Клаус Ридель. Что касается самого Общества космических путешествий и полигона «Ракетенфлюгплатц», то вскоре после прихода к власти А. Гитлера в Веймарской республике повсеместно была запрещена деятельность всех общественных организаций, занимающихся ракетно-космической тематикой.

По проекту Артура Рудольфа, работающего на фирме «Heylandt Company», был изготовлен ракетный двигатель, работающий на спирте и жидком кислороде. Этот двигатель должен был обеспечивать в течение 60 секунд тягу порядка 295 килограммов. Вот как описывает В. Дорнбергер испытания этого двигателя на первом испытательном стенде нового полигона:

«21 декабря 1932 года стояла ясная морозная ночь. Я пристроился вплотную за еловым стволом. Едва только я делал попытку сменить положение, как меня останавливал окрик: — В укрытие! Все готово к зажиганию!

У главных дверей испытательного стенда, продрогший до мозга костей и топая ногами, чтобы согреться, стоял фон Браун. Он держал 3,5-метровый стержень с привязанной к нему банкой керосина. Ридель крикнул из-за стенки, что давление достигло нужной величины, и Браун, запалив свою гигантскую спичку, был готов поднести пламя под дюзы.

Внезапно из-под дюз появилось овальное белое облако и медленно опустилось на землю. После него брызнула прозрачная струйка спирта. Ридель открыл клапаны, и шест фон Брауна с пламенем на конце соприкоснулся с облаком испарений.

Раздалось шипение, треск и — трах! Кабели, панели, листы металла, куски стали и алюминия со свистом взлетели в воздух. Погасли прожектора. Тишина.

Воздух заполнили густые черные облака вонючего дыма от горящей резины. Мы с фон Брауном смотрели друг на друга широко открытыми глазами. Никто не пострадал. От испытательного стенда остались обломки. Стальные балки и опоры были погнуты и искорежены. Металлические двери сорваны с петель» [50].

После ряда неудач в 1933 году исследования достигли такого уровня, что можно было начинать проектирование и самой ракеты. Впоследствии Дорнбергер напишет, что у нас был опыт запуска только твердотопливных пороховых ракет. Поэтому мы знали, как трудно добиться стабилизации конструкции в полете, как на нее влияют ветер, угол запуска и другие побочные факторы. Наконец было решено проектировать первую полноразмерную ракету.

В соответствии с армейской классификацией ракета получила условное название «Агрегат № 1», или А-1. Согласно проекту, стартовый вес ракеты А-1 составлял 150 килограммов. Двигатель для этой ракеты, работающий на спирте и жидком кислороде, решено было использовать конструкции Вальтера Риделя. При стендовых испытаниях он развивал тягу силой 296 килограммов. По словам В. Дорнбергера, Ридель был инженером-испытателем и конструктором, имел самые разнообразные инженерные навыки. Он был хорошим противовесом чрезмерно темпераментному — и к тому же самоучке — технику фон Брауну.

Механик Г. Грюнов, как и двадцатилетний техник Вернер фон Браун, захваченные идеями Германа Оберта, собирались лететь в космос к Венере или Марсу. На первом этапе им было неважно, куда и как полетит ракета. Вначале надо было сделать ракету, которая хотя бы летала. А уж затем заниматься навигацией.

Вальтеру Дорнбергеру было поручено делать ракеты, которые бы летали не так далеко, как расстояние от Земли до Марса, а хотя бы на сотни километров, и приземляться они должны не на обширных равнинах далеких планет, а желательно точно попадать в цель на Земле. Ему, как артиллеристу, было понятно, что точность направления полета артиллерийского снаряда достигается за счет его вращения. Поэтому в основу расчетов параметров полета ракеты им были положены законы баллистики. По его предложению для стабилизации направления полета ракета А-1 должна была иметь вращающуюся головную секцию, представляющую собой боевую часть массой 38,5 килограмма, диаметром 305 миллиметров, и невращающийся основной корпус ракеты с топливными баками.

В головном отсеке должны быть встроены короткозамкнутые витки наподобие ротора трехфазного электромотора. Обмотки статора располагали на стартовой установке. Перед запуском ракеты на обмотки должны были подавать электрический ток. Голова ракеты начинала вращение, и по достижении максимальной частоты вращения должен производиться запуск жидкостного двигателя.

Проект ракеты оказался неудачным, поэтому её не стали даже сооружать. Эта ракета была своеобразным прощанием В. Дорнбергера с его артиллерийским прошлым и началом пути в тяжелое ракетостроение. Конструкция следующей ракеты «Агрегат № 2», или А-2, базировалась на проекте ракеты А-1 и имела такие же габаритные размеры, стартовую массу и тот же двигатель. Однако головная её часть и остальные отсеки представляли собой единый цельный корпус. Стабилизацию траектории полета ракеты решено было осуществлять посредством гироскопических систем.

К тому времени все корабли морского флота Германии были оснащены разработанным Иоганном Бойковым гиростабилизированным оборудованием для управления артиллерийским огнем. Транспортные самолеты снабжались аналогичными навигационными гироскопическими системами. Подтверждением высокого качества и надежности этих приборов служили два национальных достижения. Немецкие пилоты на самолете Юнкерс-W33, оснащенном гироскопическими системами И. Бойкова, совершили первый беспосадочный полет через Атлантический океан из Европы в Америку, и другое событие — рекордный перелет из Германии в Японию на дистанцию 14250 километров [93].

До этого времени в Кумерсдорфе проводились работы, связанные со стендовыми испытаниями только ракетных двигателей. Поэтому аварийные ситуации, возникающие во время испытаний, локализовались на испытательных стендах в пределах полигона, который находился в двадцати семи километрах от Берлина. Запускать крупные ракеты, не зная, в какую сторону и как далеко они улетят, было рискованно. И когда к концу ноября 1934 года была завершена сборка и проведены статические испытания двух ракет А-2, их перевезли из Кумерсдорфа на острова Боркум в Северном море. В начале декабря 1934 года эти ракеты были успешно запущены. Максимальная высота, которой они достигли, равнялась 2000 метров. По тем временам это, конечно, был впечатляющий результат.

Возможность тщательной селекции нанимаемых на работу сотрудников появилась благодаря политической ситуации внутри Веймарской республики. В начале 1935 года А. Гитлер заявил о разрыве Версальского договора. И уже 16 марта 1935 года принимается «Закон о строительстве вермахта». На основе рейхсвера создаются вооружённые силы Германии, в стране вводится всеобщая воинская повинность. Согласно «Закону», число дивизий должно было возрасти до 36, а общая численность сухопутной армии достичь 500 тыс. человек. Призыву на службу в армии подлежали мужчины в возрасте от 18 до 41 года. При этом работа гражданских лиц в военных подразделениях вермахта освобождала их от призыва на воинскую службу.

Поэтому у наших любителей космических путешествий была альтернатива: оставаясь гражданским человеком, заниматься любимым делом, получая при этом приличную зарплату, или быть призванным на службу в армию. Сидеть за чертежной доской, конструируя ракеты, или, сидя в окопе с оружием в руках, обучаться ремеслу убивать людей.

Руководитель Экспериментальной станции «Куммерсдорф-Запад» капитан В. Дорнбергер отвечал не только за реализацию планов по созданию ракет на жидком топливе, но и за разработку пороховых ракет. Будучи уже генералом, он напишет: «Под моим началом оказалась батарея на Кёнигсбрюке, где шла подготовка к запуску первых пороховых ракет, в создании которых я играл ведущую роль. Тогда я не имел представления, что несколько лет спустя эти самые пороховые ракеты обретут такое большое значение на полях сражений в России, Франции, Норвегии и в Северной Африке. Еще меньше я подозревал, что их появление на фронте в самом начале Русской кампании в июне 1941 года возвещает для них начало новой эры».

Но не оправдал капитан В. Дорнбергер надежд своих командиров, не выполнил полученное задание. Ведь до конца Великой Отечественной войны германский вермахт так и не смог получить оружие, по огневой мощи сопоставимое с легендарной советской ракетной установкой «катюша».

Однако успешный запуск в декабре 1934 года ракет A-2 продемонстрировал скептикам, что ракеты на жидком ракетном топливе вовсе не являются фантазией. Наивно было бы полагать, что горстка любителей космических полетов, лихорадочно изготавливающая и запускающая экспериментальные ракеты, могла одновременно разрабатывать теоретические проблемы зарождающегося ракетостроения.

В Управлении вооружений сухопутных войск Германии, возглавляемого доктором наук, профессором Берлинской высшей технической школы, выдающимся теоретиком в области артиллерийской техники генералом К. Беккером, работал целый исследовательский отдел, который занимался этими проблемами. В частности, вопросами жидкостных ракетных двигателей ведал доктор Вамке, погибший при испытании двигателя своей конструкции. Группа Экспериментальной станции «Куммерсдорф-Запад», возглавляемая капитаном В. Дорнбергером, фактически занималась проверкой теорий и методов проектирования почти фантастической на то время техники. Испытания проходили не только конструкции, но и материалы, из которых они были изготовлены.

При изготовлении двигателей небольшой мощности достаточно было иметь в своем распоряжении материалы, традиционно используемые в различных промышленных отраслях. Для создания мощных ракетных двигателей потребовались новые материалы и комплектующие изделия, не существующие в то время ни в одной промышленной отрасли Германии, да и вообще в мировой практике. Ведь отдельные детали и узлы ракеты должны сохранять работоспособность при температуре жидкого кислорода минус 183°С, а другие — при температуре более 2000°С.

Для этого требовались качественно новые сплавы металлов, материалы химической промышленности, радиоэлектроники, создание принципиально новой контрольно-измерительной аппаратуры, и этот список можно продолжать долго. Для обработки этих материалов необходимо было разработать новые, неизвестные доселе технологии, а для их реализации требовалось и специальное оборудование. Поэтому командованию сухопутными силами Германии, пришлось подключить многие научно-исследовательские организации и предприятия, способные выполнить эти работы. Все эти работы требовали больших финансовых затрат. Но они начинали себя оправдывать.

На работу в «Куммерсдорф-Запад» получил направление доктор Вальтер Тиль. При его непосредственном участии был спроектирован, построен и испытан новый двигатель с тягой 1500 килограммов, при создании которого были использованы все передовые технологические достижения Германии. Под этот двигатель в Куммерсдорфе началась разработка ракеты А-3. Изначально она задумывалась как образец, обобщающий все достижения немецких ракетостроителей, а также для испытания систем управления полётом и других устройств необходимых для функционирования боевой ракеты.

Однако большой объем информации, полученный после полета ракеты А-2 и успешных испытаний двигателей с тягой полторы тонны, позволили сформулировать реальные требования, предъявляемые к боевой ракете.

Техническое задание на проект новой ракеты было подписано Главнокомандующим сухопутными силами генерал-полковником Вернером фон Фричем. Ракета серии «Агрегат» должна доставлять заряд массой в одну тонну на расстояние 300 километров [139]. Новая ракета должна быть таким оружием, которое можно подтягивать если не вплотную к линии фронта, то уж во всяком случае куда-то поблизости от нее. Кроме того, она должна отвечать требованиям, связанным с ее перевозкой на дальние расстояния по шоссейным или железным дорогам. Максимально допустимые габариты диктовались шириной туннелей и кривизной закруглений железнодорожной колеи Германии.

В своих мемуарах В. Дорнбергер напишет: «Конструкторское бюро под руководством Риделя начало работу над нашей первой крупной ракетой. Через несколько недель определились основные очертания новой ракеты, получившей индекс «Агрегат № 4», или А-4. Успехи в конструировании двигателя были главным образом обязаны трудам доктора Вальтера Тиля. Продолжатель дела доктора Вамке в исследовательском отделе управления вооружений сухопутных сил, доктор Тиль продолжил базовые исследования. Из его работ исходили важные решения относительно подбора лучшей смеси, эффекта неполного сгорания, оптимальной формы двигателя и выбора горючего. Он принял наше предложение к совместной работе и перешел от теоретических исследований непосредственно к конструированию. При создании 25-тонного двигателя он полностью отвечал за силовую установку».

Кроме пороховых и жидкостных ракет, на Куммерсдорфском полигоне проводились испытания и доработки артиллерийских, авиационных систем и других видов вооружения. Объемы этих работ непрерывно возрастали, росла и численность гражданских специалистов. Настало время, когда Куммерсдорфский полигон исчерпал свои возможности. Под грандиозную задачу создания тяжелой ракеты А-4 и других, не менее одиозных задач министерства авиации требовались другие масштабы. Совместным решением Главнокомандующего сухопутными силами Германии генерал-полковника Вернера фон Фриза и рейхсминистра авиации генерал-фельдмаршала люфтваффе Альберта Кессельринга для нового полигона был приобретен остров Узедом. Остров в виде узкой полосы земли, растянувшейся вдоль берега материка, был почти необитаем. На одном конце острова была полуразвалившаяся рыбацкая деревенька Пенемюнде, а на другом — Свинемюнде.

Половина острова, получившая название «Пенемюнде-Восток», находилась в подчинении Управления вооружений сухопутных войск, а другая часть острова, «Пенемюнде-Запад», — в ведении отдела новых разработок министерства авиации. Проектирование и строительство объектов экспериментального ракетного центра в Пенемюнде и объектов авиационной промышленности осуществляли организации и предприятия, находящиеся в ведении генерального инспектора Германии по делам строительства Альберта Шпеера. За свою деятельность на постах руководителя военного строительства, а затем имперского министра вооружения, А. Шпеер Нюрнбергским судом был приговорён к смертной казни, но впоследствии казнь заменили двадцатью годами тюремного заключения [159].

Масштабы развертывания работ по разработке ракет и организации их серийного производства выходили далеко за рамки представлений и возможностей армейского мелкого чиновника вермахта капитана В. Дорнбергера. Ни он, ни небольшая группа любителей полётов в космос, на Марс и Венеру, работающих под его наблюдением, не представляли себе, какие объемы работ ждут их впереди.

Не имели они понятия и о том, какие колоссальные финансовые, материальные и трудовые ресурсы Германии будут вовлечены в строительство и оснащение оборудованием научных подразделений и производственных цехов для серийного производства боевых ракет дальнего действия. Это и строительство поселка для сотрудников и их семей, казармы для солдат, прокладка железнодорожного полотна и строительство дорог, углубление гавани, сооружение пирсов, причального оборудования, бомбоубежищ, строительство электростанции и множество других больших и малых объектов.

Всё это было впереди. А с началом работ над ракетой А-3 начиналась профессиональная карьера ракетчика Вернера фон Брауна. Карьера, которая достигла своего апогея спустя почти четыре десятилетия, — сделав возможным первую высадку человека на Луну. Будучи уже гражданином США, Вернер фон Браун напишет: «Генералы Грёнер, Бекекер и фон Фрич не дожили до рождения ракеты А-4. Но тем, что первые ракеты дальнего действия появились именно в Германии, а не в другой стране, Германия обязана этим людям. Они были теми должностными лицами, которые либо сами принимали решения, либо оказывали влияние на принятие решений высшими руководителями. Благодаря их стараниям состоялась и поддерживалась на начальном этапе работа по созданию ракетного оружия дальнего действия» [66].